當前位置:名人名言大全網 - 端午節短信 - 水聲學信號處理

水聲學信號處理

信號處理的主要任務是:在背景幹擾下對水聲場進行時間和空間采樣,並進行空間和時間變換,以提高檢測所需信號的能力。20世紀50年代初,隨著信息論、信號檢測理論、計算技術等水聲學分支的發展,水聲信號處理的技術和理論也迅速發展起來。到20世紀60年代初,水聲信號處理已經掌握了頻譜分析、相關、匹配濾波和多波束形成等多項技術。

隨著電子計算機的迅速發展,水聲信號處理取得了以下進展:

①數字技術和自適應控制在波束形成中的成功應用,使空間處理進入了壹個新階段——多波束接收日趨完善,可與環境幹擾場自適應匹配。從簡單的空間處理到最優時空處理。

②考慮到水聲傳輸信道隨時間和空間變化的隨機特性,造成了時間和頻率上的色散,壹直致力於解決接收與信道匹配的問題。

(3)目標識別取得突破,開始進入實用階段。(4)出現了計算機輔助目標檢測與跟蹤和參數估計,並向自動檢測方向發展。

時空最佳處理是最大限度地利用空間和時間信息,即信號和背景噪聲的空間分布差異以及時間或光譜特征的差異:

在空間方面,常規處理僅使用來自某個方向的信號的信息(通過時間延遲匹配和同相疊加),而最佳時空處理還使用了噪聲場的空間相關特性。它比常規處理多了壹個空間預白濾波器,其作用是利用噪聲相關性實現“噪聲抵消”,以盡可能消除各種噪聲之間的空間相關性,削弱噪聲功率。

就時間而言,常規處理僅利用信號和噪聲功率譜的譜級差異;此外,最佳處理還利用了信號和噪聲功率譜的形狀差異。根據信號和噪聲功率譜的形狀,最佳時空處理器構成最佳預選濾波器。

可以看出,當幹擾場是相關幹擾時,最優時空處理器將顯示出優於傳統時空處理器的顯著優勢。在抗平面波幹擾的情況下,最優時空處理器的結構可以分為三部分:

在第壹部分中,消除了平面波幹擾。首先通過矩陣濾波器估計平面波幹擾,並提供平面波幹擾的時空采樣的估計值,然後從輸入時空采樣中減去該估計值以消除平面波幹擾。

第二部分是波束形成器,用於在目標方向上形成波束。

第三部分是時間處理,包括白濾波和匹配濾波。相關幹擾場在海洋中經常遇到,通過優化處理可以獲得較好的結果。實現了被動聲納的實時優化處理。

在聲納中,實際的最優系統必須能夠不斷學習周圍環境,隨時調整內部結構參數,並根據某些標準使系統性能盡可能接近最佳。這樣的系統被稱為適應性系統。用自適應方法實現的最佳陣列處理器稱為自適應波束形成器。隨著聲納信號處理技術的發展,接收機的輸出數據率越來越高,聲納人員很難識別目標並確定其參數,這就發展了機器輔助檢測和自動檢測技術。盡管水聲信號處理的理論與雷達相似,但由於水聲信道的復雜性,二者仍有許多差異。